Arrivano le “finestre intelligenti” che proteggono dal caldo e producono energia

Finestre intelligenti in grado di catturare il calore solare e produrre energia pulita. È l’invenzione del team del professor Seung Hwan Ko dell’Università di Seoul. Gli infissi progettati da questi esperti sarebbero capaci di mantenere l’isolamento termico degli edifici – riducendo la percezione del calore – e contemporaneamente di offrire energia idroelettrica perché la pioggia che colpisce direttamente la finestra si collega a un impianto per produrre energia. Le nuove finestre smart sono attualmente oggetto di studio, ma la ricerca potrà trovare presto applicazione pratica.

Le esigenze dietro alla ricerca sulle finestre intelligenti

I cambiamenti climatici e il riscaldamento globale portano a estati da record e a un forte sbalzo termico tra inverno ed estate, come si nota anche nell’assenza delle cosiddette mezze stagioni. Questi fenomeni non si placheranno nei prossimi anni, anzi. Gli esperti concordano che questi eventi saranno sempre più frequenti, tanto da non potersi più considere un’eccezione. Se per molti l’unica soluzione è il condizionatore, dall’altro è importante tenere conto della crescita dei consumi energetici legati alla maggiore domanda di corrente elettrica. Oggi gran parte di questa energia arriva da fonti non rinnovabili con emissioni inquinanti, per un circolo vizioso che sembra non finire mai. In più, i consumi non si fermano in estate, ma sono alti anche in inverno, perché le temperature precipitano, costringendo all’uso degli stessi condizionatori anche per riscaldare l’ambiente. Avere sistemi di isolamento termico consente di ridurre in parte questo fenomeno, contenendo la temperatura interna di una casa ed evitando le dispersioni nell’ambiente. Le finestre intelligenti rientrano in queste soluzioni di isolamento termico, ma offrirebbero anche il vantaggio di fornire parte dell’energia necessaria per scaldare o rinfrescare gli ambienti senza emissioni inquinanti. Così contribuirebbero in parte a combattere i cambiamenti climatici.

Come sono le nuove finestre intelligenti

Quali sono le strategie tecniche applicate a queste finestre per renderle smart? Il principio di base è il raffreddamento radiativo. Vuol dire che le finestre sono in grado di riflettere la luce solare e parte del calore verso l’esterno, evitando così che si alzi la temperatura interna senza utilizzare energia. A questo si applicano due altre soluzioni. Quando piove, la pioggia cade direttamente sui vetri delle finestre e viene convogliata in un piccolo impianto per generare energia idroelettrica, come se fosse una piccola centrale. L’energia accumulata si può utilizzare per rinfrescare o riscaldare gli ambienti senza collegarsi alla rete nazionale. Infine, il sistema di riscaldamento interno consente ai vetri di non appannarsi in caso di neve, per evitare che il gelo impedisca il corretto funzionamento dell’impianto. Per capire come si stanno comportando le finestre smart in un determinato momento della giornata, gli scienziati dell’Università di seoul hanno pensato a dei colori diversi in base al contesto in cui si opera. L’unico problema a oggi è che le finestre si opacizzano in caso di freddo intenso.

I materiali utilizzati per questa novità

Il team di ricerca ha usato una struttura a strati di argento e ITO (ossido di stagno e indio) per i prototipi di queste finestre intelligenti. A una prima sperimentazione le finestre hanno abbassato di 7 gradi la temperatura interna rispetto a quella esterna. In più, questi sistemi hanno generato 8,3 W da poche gocce di pioggia e rimosso il gelo 2 volte più velocemente rispetto ai metodi utilizzati finora. Queste nuove finestre potrebbero essere una risposta alla domanda di utilizzare sempre meno energia, nonostante l’aumento della domanda interna, contribuendo a creare palazzi sempre più autonomi dal punto di vista energetico.